關於音響技術重要定律與效應

●聽覺韋伯定律

韋伯定律表明了人耳聽聲音的主觀感受量與客觀刺激量的對數成正比關係。當聲音較小，增大聲波振幅時，人耳的主觀感受音量增大量較大；當聲音強度較大，增大相同的聲波振幅時，人耳主觀感受音量的增大量較小。

根據人耳的上述聽音特性，在設計音量控制電路時要求採用指數型電位器作為音量控制器，這樣均勻旋轉電位器轉柄時，音量是線性增大的。

●聽覺歐姆定律

著名科學家歐姆發現了電學中的歐姆定律，同時他還發現了人耳聽覺上的歐姆定律，這一定律揭示：人耳的聽覺只與聲音中各分音的頻率和強度有關，而與各分音之間的相位無關。根據這一定律，音響系統中的記錄、重放等過程的控制可以不去考慮複雜聲音中各分音的相位關係。

人耳是乙個頻率分析器，可以將複音中的各諧音分開，人耳對頻率的分辨靈敏度很高，在這一點上人耳比眼睛的分辨度高，人眼無法看出白光中的各種彩色光分量。

●掩蔽效應

環境中的其他聲音會使聽音者對某乙個聲音的聽力降低，這稱之為掩蔽。當乙個聲音的強度遠比另乙個聲音大，當大到一定程度而這兩個聲音同時存在時，人們只能聽到響的那個聲音存在，而覺察不到另乙個聲音存在。掩蔽量與掩蔽聲的聲壓有關，掩蔽聲的聲壓級增加，掩蔽量隨之增大。

另外，低頻聲的掩蔽範圍大於高頻聲的掩蔽範圍。

人耳的這一聽覺特性給設計降低雜訊電路提供了重要啟發。磁帶放音中，有這樣的聽音體會，當**節目在連續變化且聲音較大時，我們不會聽到磁帶的本底雜訊，可當**節目結束（空白段磁帶）時，便能感覺到磁帶的「噝......」雜訊存在。

為了降低雜訊對節目聲音的影響，提出了訊雜比（sn）的概念，即要求訊號強度比雜訊強度足夠的大，這樣聽音便不會覺得有雜訊的存在。一些降噪系統就是利用掩蔽效應的原理設計而成的。

●雙耳效應

雙耳效應的基本原理是這樣：如果聲音來自聽音者的正前方，此時由於聲源到左、右耳的距離相等，從而聲波到達左、右耳的時間差（相位差）、音色差為零，此時感受出聲音來自聽音者的正前方，而不是偏向某一側。聲音強弱不同時，可感受出聲源與聽音者之間的距離。

●哈斯效應

哈斯的試驗證明：在兩個聲源同時了聲時，根據乙個聲源與另乙個聲源的延時量不同時，雙耳聽音的感受是不同的，可以分成以下三種情況來說明：

1、兩個聲源中乙個聲源與另乙個聲源的延時量在5-35ms以內時，就好像兩個聲源合二為一，聽音者只能感覺到超前乙個聲源的存在和方向，感覺不到另乙個聲源的存在。

2、若乙個聲源延時另乙個聲源30-50ms，已能感覺到兩個聲源的存在，但方向仍由前導所定。

3、若乙個聲源延時量大於另乙個聲源為50ms時，則能感覺到兩個聲源的同時存在，方向由各個聲源來確定，滯後聲為清晰的回聲。

●勞氏效應

勞氏效應是一種立體聲範圍的心理聲學效應。勞氏效應揭示：如果將延遲後的訊號再反相疊加在直達訊號上，會產生一種明顯的空間感，聲音好像來自四面八方，聽音者彷彿置身於樂隊之中。

●德·波埃效應

德·波埃效應是立體聲系統定向的另一基礎。德·波埃效應的實驗是：放置左、右聲道兩隻音箱，聽音者在兩隻音箱對稱線上聽音，給兩隻音箱饋入不同的訊號，可以得到以下幾個定論：

1、如果給兩隻音箱饋入相同的訊號，即強度級差δl＝0，時間差δt＝0，此時只感覺到乙個聲音，且來自兩隻音箱的對稱線上。

2、如果兩隻音箱的強度級差δl不為0，此時聽音感覺聲音偏向較響的乙隻音箱，如果強度級差δl大於等於15db，此時感覺聲音完全來自較響的那乙隻音箱。

3、如果強度級差δl＝0，但兩隻音箱的時間差δt不為0，此時感覺聲音向先到達的那只音箱方向移動。如果時間差δt大於等於3ms時，感覺聲音完全來自先到達的那只音箱方向。

●匙孔效應

單聲道錄放系統使用乙隻話筒錄音，訊號錄在一條軌跡上，放音時使用一路放大器和乙隻揚聲器，所以重放的聲源是乙個點聲源，如同聽音者通過門上的匙孔聆聽室內的交響樂，這便是所謂的匙孔效應。

●浴室效應

身臨浴室時有乙個切身感受，浴室內發出的聲音，混響時間過長且過量，這種現象在電聲技術的音質描述中稱為浴室效應。當低、中頻某段誇張，有共振、頻率響應不平坦、300hz提公升過量時，會出現浴室效應。

●都卜勒效應

都卜勒效應揭示移動聲音的有關聽音特性：當聲源與聽音者之間存在相對運動時，會感覺某一頻率所確定的聲音其音調發生了改變，當聲源向聽音者接近時是頻率稍高的音調，當聲源離去時是頻率稍降低的音調。這一頻率的變化量稱為都卜勒頻移。

移近的聲源在距聽音者同樣距離時比不移動時產生的強度大，而移開的聲源產生的強度要小些，通常聲源向移動方向集中。

●李開試驗

李開試驗證明：兩個聲源的相位相反時，聲像可以超出兩個聲源以外，甚至跳到聽音身後。

李開試驗還提示，只要適當控制兩聲源（左、右聲道揚聲器）的強度、相位，就可以獲得乙個範圍廣闊（角度、深度）的聲像移動場。